GA交联PVA/SA静电纺纳米纤维膜的制备及其湿气发电

来源：现代纺织技术杂志2024年第10期北京时间：

作者：马如钦, 王晓雨, 林红, 赵兵, 张德锁

单位：1.苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州 215021；2.苏州经贸职业技术学院，江苏苏州 215009

摘要：为解决静电纺纳米纤维膜湿气发电器件吸湿后纤维易变形的问题，提高湿气发电器件的循环使用性能，采用戊二醛（GA）对聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）进行交联改性，通过静电纺丝技术制备了戊二醛改性聚乙烯醇/海藻酸钠（G-PVA/SA）纳米纤维膜，并将其应用于湿气发电。文章对G-PVA/SA纳米纤维膜的化学结构、微观形貌、结晶结构和力学性能进行了测试表征，研究了G-PVA/SA纳米纤维膜湿气发电机的发电性能和循环性能，并探索了其在监测传感方面的应用。结果表明：GA可使PVA/SA分子间发生交联，交联后的纺丝液粘度增加，所制备的G-PVA/SA纳米纤维膜纤维直径增大，结晶度上升，力学性能提高，但亲水性降低，其湿气发电性能略有降低。PVA、SA分子间的交联有效提高了纳米纤维的吸湿稳定性，保证了其湿气发电的循环稳定性。当溶液中加入GA的质量分数达2%时，所制备的纳米纤维膜在经10次循环后，湿气发电输出电压由0.38 V降至0.36 V（器件面积2 cm×2 cm），输出电压性能仅下降6.5%。基于其吸湿发电功能，该器件可有效监测湿气源（如人的手指等）的运动变化和人体呼吸的强度，在环境微能源采集、监测传感等方面表现出广阔的应用前景。

关键词：聚乙烯醇,海藻酸钠,戊二醛,交联,静电纺丝,湿气发电